组合载荷作用下Ludwick型材料悬臂柱后屈曲载荷优化算法

目的 针对组合载荷作用下的Ludwick型材料悬臂柱,提出不同端部角度下屈曲载荷的优化算法。方法 由Ludwick本构关系推导弯矩-曲率之间的表达式,以曲率半径表示子段在局部坐标系中的位置;根据局部坐标系与整体坐标系之间的变换式,得出整体坐标系下子段两端点的坐标关系,并通过迭代实现悬臂柱两端点坐标之间的联系;以无量纲屈曲载荷为设计变量,固支端转角形成目标函数,建立用于求解屈曲载荷的优化算法,并对比两种不同载荷作用下的无量纲屈曲载荷以及水平位移和垂直位移。结果 随着端部角度的增大,悬臂梁自由端处水平位移减小,垂直位移增大;两种不同载荷作用下无量纲屈曲载荷均表现为:当端部转角从10°增加到40°时,无量纲屈曲载荷减小;当端部转角从40°增加到90°时,无量纲屈曲载荷增大。结论 相较于数值方法,该优化算法的优势在于计算不同端部角度下屈曲载荷、水平位移及垂直位移时更加直接快速;硬化指数是决定后屈曲平衡路径是否稳定的关键因素,笔者取硬化指数为1/0.9;单一载荷或组合载荷作用下Ludwick型材料悬壁柱的后屈曲平衡路径均为不稳定的。

弹性体型胶粘材料在大庆油田裂缝性漏失中的应用研究

针对大庆油田深部裂缝性地层漏失严重、桥塞堵漏材料堵漏效果不佳的问题,引入了弹性体型胶粘材料,与桥塞堵漏材料复配,形成了热塑性复合堵漏技术,室内实验表明该技术可抗温160℃,承压5 MPa,封堵4 mm内裂缝。在大庆油田25口深井中进行了现场试验和应用,现场数据表明热塑性复合堵漏技术较桥塞堵漏技术堵漏效果更佳,堵漏成功率100%,承压7.5 MPa,未发生由于恶性漏失导致提前完钻的情况。

碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征

二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_(f)/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_(f)/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_(f)/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_(f)/SiC层间约束关系的复杂性;层间断面为结构性非完全损伤,发生了局部纤维桥连现象。

一种改进型1-3-2压电复合材料的研究

高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。

一种基于S型电磁超材料的高温温度传感器设计

针对目前超材料温度传感器存在的量程小且灵敏度较低的问题,设计了一种碳氮化硅基的S型超材料的高温传感器。通过CST电磁仿真软件对超材料温度传感器进行模拟仿真,在其他结构参数一定的情况下,对金属条的长度、宽度、厚度、条间隙及基板厚度等参数进行了设计与优化,确定了传感器结构的最佳尺寸,同时分析了传感器的谐振频率对温度的影响。结果表明,在28℃~1000℃下平均灵敏度可达5.674 MHz/℃。与之前报道的高温传感器相比,灵敏度提高了5倍,这种高灵敏度温度传感器可为航空发动机、武器装备等系统中的高温测试提供一种技术手段。

复合材料T型节点强度直接计算模型研究

针对T型节点强度预测大多是通过试验进行,但试验测试存在周期长、成本高等问题,特别是对节点进行尺寸优化后再次进行试验效率较低,有必要针对复合材料T型节点直接计算模型进行研究,实现对T型节点强度的快速校核。因此以复合材料T型节点作为研究对象,参考相关规范确定节点直接计算模型的边界条件、尺寸以及强度校核标准,得到一个用于T型节点强度校核的直接计算模型。

多胺桥联聚倍半硅氧烷/壳聚糖蛇-笼型复合材料的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究以3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTS)、乙二胺(EDA)和二乙烯三胺(DETA)为原料,制备两种单体B-DETA-m和B-EDA-m,然后将桥联单体与不同比例壳聚糖(CTS)反应,合成了EDA/CTS和DETA/桥联聚倍半硅氧烷(BPS)两个系列蛇-笼型复合材料。对复合材料进行了红外光谱、比表面积及孔隙度分析、扫描电镜等表征,考察了复合材料对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,CTS的加入能够有效提高材料的吸附性能,其中拥有较丰富孔隙度和较大比表面积的EDA/CTS-30和DETA/CTS-30对Au(Ⅲ)吸附能力最强。本研究为含CTS和BPS的新型吸附剂、色谱柱等材料的研发提供了理论依据,可应用于污水处理,对后续环境治理研究具有积极意义。

保水型高分子材料对滴灌小麦土壤氮素积累及产量的影响

为揭示保水型高分子材料对滴灌春小麦土壤氮素转化规律、氮肥利用效率和产量的影响,通过随机区组田间小区控制试验,设置单施氮肥(N100),保水型高分子材料加100%、80%、60%施氮量(PN100、PN80、PN60)和不施肥对照组(CK)5个处理,在春小麦3叶期、拔节期、扬花期、成熟期4个主要时期采集0~20、20~40 cm土样,测定土壤理化指标以及产量及构成因子,研究保水型高分子材料对滴灌春小麦不同生育时期土壤团聚体百分组成、有效养分和氮素转化特征,以及对氮肥利用效率及产量的影响。结果表明,与N100处理相比,保水型高分子材料显著降低土壤容重;显著增加各处理0~20 cm土层土壤全氮、碱解氮和硝态氮含量,其中在小麦成熟期,PN100处理分别显著增加19.05%、4.17%、48.64%。同时,添加保水型高分子材料能够抑制土壤硝态氮的淋洗和铵态氮的释放,有效提高土壤氮素保持能力和氮的有效利用,提高土壤表层有效养分含量,进而显著提高小麦氮肥利用效率和产量。并且在PN80施氮量处理下,小麦产量与N100处理差异不显著。施用保水型高分子材料显著提高了土壤团聚体稳定性和氮磷钾等养分的有效性,抑制不同形态氮素损失,提高氮肥利用效率,达到稳产减排固氮的协同效果,为新疆干旱地区滴灌条件下减施氮肥和提高氮肥利用提供依据。

碳基材料的Z型和S型异质结光催化清洁能源综述

碳纳米管/纳米纤维、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨炔、碳量子点和富勒烯等炭材料因具有高导电性、优异的稳定性和生物相容性等独特性能,近年来受到广泛关注。在炭材料中构建Z型和S型异质结已成为在能量转换应用中提高光催化效率的一种有效策略。本文综述了光催化制氢和CO_(2)还原等清洁能源的基本原理,阐述了它们各自的机理和优势。此外,还讨论了不同类型的炭材料以及其中Z型和S型异质结的合成和构建,强调了它们在促进电荷分离、减少光生载流子复合损失和扩大光谱响应范围方面的作用。以太阳能燃料生产为重点,讨论和总结了碳基Z型和S型异质结在光催化制氢和还原CO_(2)方面的最新进展。最后,讨论了目前碳基光催化剂领域的瓶颈和挑战,并对该领域的未来发展提出了有价值的见解。

抗菌型纳米材料在制革加工过程中的应用

皮革作为一种天然材料,在贮存过程中容易滋生细菌或发霉,对人体健康造成一定的影响。近年来,抗菌型纳米材料具有耐热性好、稳定性高、比表面积大和反应活性高等特性,已在制革加工领域得到了广泛应用。首先,归纳了抗菌型纳米材料的种类、特点和制备方法;接着,阐述了抗菌型纳米材料的抗菌机制;然后,对其作为鞣剂及其助剂、加脂剂、涂饰材料在制革工业中的应用进行了详细的介绍;最后,对现阶段抗菌型纳米材料在制革加工过程中应用存在的问题及今后的研究方向进行了分析和展望,为推进皮革行业的新材料推广及应用提供理论及实践指导。

《材料成形过程数值模拟》课程的案例型教学实践与持续改进

结合工程教育专业认证的持续改进要求,针对《材料成形过程数值模拟》课程理论性强、内容范围广、实践操作要求高的特点,推行案例型教学改革,通过导入企业工程案例、学校科研项目不断优化教学内容,通过引入企业工程师参与课程评价、反馈,不断完善评价方法。同时,与企业联合推进校企协同育人,将螺钉紧固件的热镦、热处理工艺等工程实际需求融入课程建设,促使教学内容更贴近材料成形“高精尖”制造业发展前沿,提高了工科专业仿真类课程培养学生解决复杂工程问题的能力。

高钠含量P2型钠离子电池正极材料研究

采用高温固相法合成了高钠含量的P2型层状氧化物钠离子电池正极材料Na_(0.93)Li_(0.125)Ni_(0.25)Mn_(0.45)Ti_(0.125)Zn_(0.05)O_(2)(NLNMTZ).研究发现,该材料电化学曲线平滑,表现出良好的循环稳定性和出色的倍率性能.在20 mA/g下,容量高达117.6 mAh/g;在200 mA/g下,700次循环后容量保持率为80%.

透水型建筑固废再生水稳材料抗压性能及疲劳性能试验研究

老旧建筑拆除固体废弃物再生骨料可作为生态化建材用于透水型再生水稳基层,但其力学性能和耐久性仍亟待深入研究。该文采用建筑固废再生骨料替代天然碎石,将再生骨料、高炉矿渣、粉煤灰和硅灰等组分掺量作为设计变量,基于正交试验理论共设计了9种不同胶凝材料配比类型的透水型再生水稳材料,测试并分析了其室内无侧限抗压强度、渗透系数、弯拉应力以及疲劳寿命等力学性能的变化规律,并构建了相应的预测模型。研究结果表明:透水型再生水稳材料7天无侧限抗压强度满足我国高等级公路使用要求,渗透系数也满足我国透水道路使用要求;其疲劳寿命值离散性较大,可用威布尔双参数分布模型较为准确地拟合,基于此分布模型建立了其疲劳寿命预估方程,可较好地预测试样不同存活概率下的疲劳寿命。

P型赝三元半导体掺Al块体热电材料的热电性能

本文采用湿混热压法制备了P型赝三元半导体掺Al块体热电材料,研究结果表明,掺Al后,在材料中出现了较多的高导电区和高导热区,从而导致电导率和热导率增高;由于金属Al的高载流子浓度也会相应提高材料的整体载流子浓度,同时掺Al会引入更多的界面缺陷,从而引起载流子散射效应增强,散射因子的降低且载流子浓度的升高共同导致Seebeck系数的降低。

基于国产T300级碳纤维复合材料C型肋结构成型工艺

以C型肋结构为研究对象,采用国产T300级碳纤维单向带预浸料,针对C型肋结构成型过程中存在的R角厚度减薄以及外形轮廓控制等问题,开展了一系列的工艺路线设计优化,通过优化零件封装方式和成型工装固化摆放方式,R角厚度实测值合格率由4.17%提高到100%;设计工装回弹角值,制造均衡铺层和对称铺层的试验件外形轮廓均能满足工程要求。通过一系列低成本高效的优化方式,本方法成功解决了成型过程中R角厚度减薄以及外形轮廓控制等问题,为国产复合材料改进研究提供借鉴,缩短了国产复合材料应用研究周期。

利用新型复核型材料提升口腔专业学生实践能力的研究

随着科技的不断进步,新型复核型材料在口腔医学领域的应用日益广泛。新型复核型材料具有优异的物理和化学性能,还为口腔治疗提供新的可能性。然而,目前口腔专业学生在操作与实践方面仍存在一定不足。本研究旨在探讨如何利用新型复核型材料,通过加强实践教学资源以及实践环节等策略,有效提升学生的实践能力,为培养高素质口腔医学人才提供新的思路。

环保节能型墙体保温材料在绿色建筑中的应用研究

近两年,国家对绿色建筑的推行力度不断加大,社会对绿色建筑也给予了越来越多的关注。因此,将环保节能型墙体保温材料运用到绿色建筑中,并加强对环保节能型墙体保温材料的研究和推广力度,十分迫切。本文对环保节能型材料的性能进行分析,探讨环保节能型墙体保温材料运用的重要性,提出几点发展环保节能型墙体保温材料的措施,以期为相关单位和人员提供新的绿色建筑建设思路。

生态型河道演变机理及护岸材料性能试验研究

为解决生态型河道的水沙输移多变、河道侵蚀冲刷和生态退化等问题,以辽宁省朝阳市大凌河下游为研究对象,研究生态型河道的径流量变化规律及河道演变机理,提出一种秸秆纤维改良固化黏土的生态护岸材料,并对其进行抗剪切强度室内试验。结果表明,随着法向应力的增加,不同养护龄期的秸秆纤维改良固化黏土试样的抗剪切强度均呈现线性增加的变化趋势;在相同的养护龄期时,不同秸秆纤维掺入量的试样抗剪切强度均随法向应力的增加呈现线性增加的变化趋势,随着秸秆纤维掺入量的增加,秸秆纤维改良固化黏土试样的抗剪切强度呈现先增加后减小的趋势;应用实践表明秆纤维改良固化黏土砌块能够快速促进河岸植被群落的恢复,护岸效果明显,且其抗剪强度较高,能够抵御中等及严重程度的水流侵蚀。

历史材料型选择题的解题方法

选择题是初中历史测试的重要试题类型。综观各地市的中考选择题,材料型选择题在选择题中占有较高比例。掌握材料型选择题的解题方法,提高材料型选择题的解题能力,对提高历史成绩具有重要意义。一、文字型材料。材料型选择题中的材料以文字型材料最为常见。文字型材料来源广泛,如文献记载、名人言论、新闻报道等。